اسراری راجع لباسهای فضانوردی (1)

تقریبا بر کسی پوشیده نیست که طراحی یک لباس فضانوردی، به گستره بزرگی از رشته ها و مهارت ها نیاز دارد. برای تولید هر لباس جدید، مهندسان ناسا باید به دو سوال پاسخ دهند تا به آنها کمک کند ساختار لباس را تعیین کنند: کجا می روید و چه کاری انجام می دهید؟ اگر از جایی که فضانورد می رود شروع کنیم، مساله به دو دسته تقسیم می شود: یک مکان با جاذبه کم یا صفر، یا یک محیط سیاره ای، جایی که آنها مجبور به راه رفتن هستند (که تعیین می کند چه مقدار تحرک را با توجه به لباس خود داشته باشند). مهندسان همچنین مواردی از قبیل میزان تشعشع بالا، دامنه دمایی را که یک فضانورد تجربه می کند و خطرات میکرو شهاب سنگ ها را در نظر می گیرند.در مرحله بعدی، باید به این فکر کنیم که فضانوردان در مأموریت خود چه خواهند کرد: آیا آنها با دستان خود راه خواهند رفت یا همانند یک سطح سیاره ای روی پاهای خود خواهند رفت؟ آیا قرار است با ابزار حفاری کنند، یا همه چیز را روی کمربند ابزار حمل می کنند و با بالاتنه خود کارهایی را انجام می دهند؟ یا اینکه نیاز به اتوماسیون دارند؟ ...(1) چه کسی باید طراحی کند!دانشمندان ناسا این لباسها را طراحی کرده و الزامات فنی را مینویسند، اما شرکتهای خصوصی آنها را میسازند.ایلان ماسک، که معتقد است ایجاد تعادل بین زیبایی و عملکرد "فوق العاده سخت" است، برای طراحی لباسهای فضانوردی SpaceX، یک طراح لباس هالیوودی - خوزه فرناندزJose Fernandez- را استخدام کرده است. وی طراح لباس های برخی از بزرگترین فیلم های هالیوودی از جمله انتقام جویان، مرد آهنی و بتمن علیه سوپرمن است، اما هرگز لباس های او توسط فضانوردانی که برای بقا در اعماق فضا روی آنها حساب می کنند، پوشیده نشده بود. پ.ن: حتی اگر سایت ها چنین چیزی را نمیگفتند، میشد از نوع برش های روی لباس نیز این نکته را پی برد!(2) سردخانه یا گورستان لباسهای فضانوردی!اینجا ساختمان اسمیتسونیان Smithsonian’s spacesuit collection در حوالی واشنگتن و در حکم موزه ای برای نگهداری از لباسها و اکسسوری های استفاده شده در ماموریت های پیشین، و همچنین لباسهایی همچون EX-1A suit و AX-5و AES هست که بعضا هرگز به فضا نرسیدند...اکثر مجموعه 300 تایی از موزه فضایی موزه ملی هوا و فضا در اینجا وجود دارد که در قفسه های فولادی در یک اتاقِ تحت کنترل آب و هوایی قرار گرفته اند. هر یک از آنها با یک روکش از جنس پارچه متقال muslin محافظت می شود، و به اتاق وحشتناک سردخانه یا محل استراحت نهایی اعضای یک فرقه فضایی عجیب و غریب می مانند!(3) هر ماموریت نیازمند لباس خاص خود است!پیش از همه، باید دانست که لباسهای فضانوردی به صورت یک سیستم مدولار ساخته میشود، طوری که یک نسخه برای تعداد زیادی از فضانوردان قابل پوشیدن باشد و همینطور تعمیرات و جایگزینی قطعات نیز آسانتر شود، و این یکی از دلایل حجیم بودن انهاست.مساله اول، ایجاد فشارهوای کنترل شده در لباس برای جلوگیری از تورم ریه ها و سریان خون به صورت حداقل 2.5 PSI است. مورد دیگری که شما باید نگران آن باشید این است که مطمئن شوید در تمام قسمت های مختلف به سطح پوست فشار آورده اید.مکانهایی که مقعر هستند، یا از صاف به مقعر تغییر می کنند - کف دستان، پشت آرنج، زانو، کشاله ران، چراکه هنگام حرکت، شکل آنها تغییر می کند. شما باید مطمئن شوید موادی را تولید می کنید که به آن خطوط می چسبد و با تغییر شکل حرکت می کند.لباس خنک کننده در مدل EMUپس از مساله تحت فشار بودن لایه اول و لایه خنک کننده دوم که با عبور لوله های نازک پلاستیکی در محل های منتخب صورت میگیرد، یکی از مهمترین مسائل، انعطاف در اتصالات (جوینت) های مربوط به محل بازو، شانه، زانو است که از طریق چین خوردگی های آکاردئونی مانند به نام convolute در ترکیب با چند سیم و کابل پاسخ داده شده است.بعلاوه، هنگامی که در میدان های مختلف جاذبه ای -ماه یا مریخ- قدم می زنید، علاوه بر وزن (مثلا لباس های ماموریت آپولو، در زمین 180 پوند و در کره ماه فقط 30 پوند وزن داشتند)، نحوه راه رفتن شما نیز تغییر می کند و در نتیجه به کفش، تحرک و اتصالات لگنی متفاوتی نیاز هست. وقتی تحرک را اضافه می کنیم، در مورد اضافه کردن عناصر سختی مانند بلبرینگ صحبت می کنیم که کار با یک لباس تحت فشار را بسیار آسان می کند، اما تبعات گسترده ای دارد. یکی از راه حل های کم کردن جرم این عناصر سخت، استفاده از تیتانیوم است زیرا با این کار حدود 30 درصد از جرم بلبرینگ ها صرفه جویی می شود.در هرصورت، تست ها بخش جدایی ناپذیر همه مدلها هستند؛ تست میزان انعطاف لباس فضانوردی Mark IV در دهه شصت میلادیبعضی موضوعات مثلا سایزبندی و دوخت، در ظاهر ساده اند اما برای رسیدن به آن به تمهیدات مهندسی پیشرفته نیاز دارد. مثلا برای یافتن سایز مناسب برای فضانوردان در لباس ماه پیمای Z-2 suit، از اسکن های سه بعدی بدن 3D human laser scans استفاده میشود و نه داده های آنتروپومتریک عمومی. در لباسهای تحت فشار، گرچه لباسهای فضانوردی باید آب بندی شوند، اما هر لباس مجاز است حداکثر 100 سانتیمتر مکعب در دقیقه 100 SCCM (standard cubic centimeters per minute). نشت هوا داشته باشد. اگر گفتید چرا :)برخی جزییات نیز میتواند تاثیرات بزرگی ایجاد کند... مثلا داشتن 2 تا میکروفون در هدست که برای noise cancellation است (بنظرم حتی در صورت قطع شدن یکی از میکروفون ها، دیگری بتواند ارتباطات را پشتیبانی کند!)...یا سجاف داشتن زیپ های فلزی در پشت لباس نسخه مرکوری، میتوانست از گرم شدن پشت بدن جلوگیری کند... یا در نسخه چینی لباس فضانوردی(اورلانOrlan suits نسخه 2009)، به علت یکپارچه و سخت بودن بدنه ی لباس و نبودن امکان گردش گردن، آینه ای روی مچ دست قرار میگرفت تا وضعیت قطعات روی سینه یا برخی مانیتورها را با آن ببینی و چک کنی و حتی برای اتصال کانکتورهای اکسیژن نیز کاربرد داشت...قرارگرفتن دوربین و آینه روی دستکش های لباس اورلان در ایستگاه میرادامه دارد!